ЭВМ. Принципы организации и функционирования ЭВМ. ОБОБщенная структура ЭВМ.

Классификация ЭВМ

Типы архитектур вычисл систем(вс)

Процессоры

Вопрос

ЭВМ и компьютер -  программно управляемая искусственная среда, предназначенная для восприятия, хранения, обработки и передачи информации.

ЭВМ – устройство выполняет след операции:

· Ввод (прием)

· Обработка (преобразование)

· Вывод (передача)

· Запоминание (хранение)

 

Схема устройства компьютера по Неймону:

 

Ариф логич устройство (алу)

Внешнее устройство (вну)

Оперативная память (ОП, АЗУ)

Устройство управления

 

 

Информ связь

Управл связь

 

· АЛУ – выполняет все ариф и лог действия

· УУ организ процесс выполнения программ

· ОП во время выполнения содержит проги и данные

· ВНТ предназначем для ввода и вывода инфы

*ОЗУ – операт запомин устройство

 

Принципы фон Неймана:

Принцип программного управления. все преобразованные данные должны быть представлены в виде программы, состоящей из послед управляющих слов-команд.

Команда – указание машине на выполнение какого-либо вычисления или друг операции. все команды автоматически выполняются друг за другом.

Принцип двоичного кодирования. Вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных символов.

Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти.поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти – команда или данные. Над командами можно выполнять такие же действия как и над данными.

Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, любая из которых доступна процессору в любой момент времени.

Логически основы функции ЭВМ

При всей сложности устройств электронных блоков соврем компьютеров выполняемые ими действия осуществляются с помощью комбинаций относительно небольшого числа типовых логических узлов, например вентелей, триггеров, сумматоров. в свою очередь эти узлы собираются из элементов, реализующих логические функции. Основные из них:

· Отрицание(not)

· Конъюнкция(and)

· Дизъюнкция(or)

· Исключающее или (xor)

Таблица истинности логических операций

Х1	Х2	Х1 and х2	Х1 or х2	Х1 xor х2
0	0	0	0	0
0	1	0	1	1
1	0	0	1	1
1	1	1	1	0

 

0 – ложь

1 – истина

 

 2 вопрос

Классификация ЭВМ

2.1 Классификация средств вычислительной техники по принципу ЭВМ делятся на 3 большие класса:

· аналоговые (авм) в них обрабат инфа предствав соответств значениями аналоговых величин: тока напряжения, угла поворота какого то механизма

· цифровые (цвм) в них инфа кодируется числ кодами. ЭВМ обладают универсальными св- вами и явл самым массвоый классов ЭВМ

· гибридные (гвм) они используются для решения задач управ сложными быстродействующими техническими комплексами.

 

Поколение	Год	Элемент база	Новые назначение и тип
1	1945	Электр лампы	Инж-тех расчеты
2	1960	Транзисторы	Обработка данных управление тех объектами
3	1966	Интегральн схемы	Супер-эвм мини-эвм
4	1970	Большие интегральные схемы	Микро-эвм, ППэвм
5	С 1979	Сверхбольшие интегральные схемы	Разрабатывается(должны «обладать» искусственным ителлектом, для создания экспертных систем)
6	С 1986	Разрабатывается «нейрокомпьютер» (на элементах с биолог принципами обработки инфы)

 

 

По производительности и габаритам:

                                                          Вычислительные машины

Супер эвм

Мини эвм

Микро эвм

Большие эвм

 

 

* Супер ЭВМ – для обработки больших массивов информации и решения фундаментальных задач (трлн. опер/с.; эльбрус, скиф)

* Большие ЭВМ – для решения задач различных классов

* Мини ЭВМ – малые универсальные ЭВМ. Основные области применения – в системах оперативного управления, в ипс, в научных исследованиях

* Микро ЭВМ – как встроенные ЭВМ в приборы, агрегаты. Машины. С течением времени микро ЭВМ стали приближаться к пользователям – появились персональные ЭВМ (первая США в 1975)

Вопрос

Типы архитектур ВС

 Архитектура – совокупность общих принципов, организация аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая возможности ЭВМ при решении соотв задач пользователя.

 Понятие внешней архитектуры охватывает общие принципы построения и функционирования, наиболее существенные для пользователей, которых больше интересуют возможности систем, а не детали их технического исполнения.

Внутренняя архитектура  – это то, из чего состоит ВС и на чем основывается накопление, обработка и передача информации.

 

Классификация ВС

· однопроцессорные ВС – архитектура фон Неймана

                               - одно арифметико-логическое устройство через которое проходит поток данных

                               - одно устройство управления, через которое проходит поток команд

· многопроцессорная

- несколько процессоров

- можно параллельно обраб несколько потоков данных и несколько потоков команд

· многомашинная

- несколько компов, не имеющей общей оперативной памяти

- каждый копм имеет собственную память и классическую архитектуру

 

 

Упрощенная классификация- 2 типа архитектуры – Принстонская (фон неймон) и Гарвардская.

Обе они выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральный процессор и память компа. Различие заключается в структуре памяти: в принстонской архитектуре программы и данные хранятся в одном массиве памяти и передаются в процессор по одному каналу, гарвардская предусматривает отдельные хранилища и потоки передачи для команд и данных.

Вопрос

Процессоры